Question

【題目】合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸收氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起到重要作用。

（1）一定溫度下，某貯氫合金（M）的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比（H/M）。

在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐慚增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy，氫化反應(yīng)方程式為：zMHx(s)+H2(g)=ZMHy(s)△H(Ⅰ)；在B點(diǎn)，氫化反應(yīng)結(jié)束，進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng)，H/M幾乎不變。反應(yīng)（Ⅰ）中z=___（用含x和y的代數(shù)式表示）。溫度為T1時(shí)，2g某合金4min內(nèi)吸收氫氣240mL，吸氫速率v=___mLg-1min。反應(yīng)的焓變△H1__0（填“>”“<”或“=”）。

（2）η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時(shí)，η（T1）____η（T2）（填“>”“<”或“=”）。當(dāng)反應(yīng)（Ⅰ）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)到平衡后反應(yīng)（Ⅰ）可能處于圖中的___點(diǎn)（填“b”“c”或“d”），該貯氫合金可通過___或___的方式釋放氫氣。

Answer 1

【答案】 30 < > c 加熱 減壓

【解析】

（1）氫化反應(yīng)方程式為：zMHx(s)+H2(g)zMHy(s)，根據(jù)原子守恒可得z·x+2=z·y，從而解出z=2/(y－x)，吸氫速率v=240mL÷2g÷4min=30mLg－1min－1，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)（p），橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比（H/M），由圖可知，T1<T2，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，也就是說H2的物質(zhì)的量多，說明升高溫度向生成H2的方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H<0，故答案為：2/(y－x)；30；<。

（2）由圖可知，溫度T2，平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明此時(shí)吸氫量少，η（T1）>η（T2）；當(dāng)反應(yīng)（Ⅰ）處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，平衡右移，H/M逐漸增大，又由于溫度不變，平衡常數(shù)K=1/[H2]不變，得出氫氣濃度不變，又因?yàn)槭呛闳蒹w系，所以氫氣的物質(zhì)的量不變，即新平衡時(shí)氫氣壓強(qiáng)仍保持不變；根據(jù)平衡移動(dòng)原理，可以升溫或減小壓強(qiáng)使平衡左移，釋放氫氣，故答案為：加熱；加壓。